常用金属资料简介 作者：Shine 常用的金属资料有哪些？ 金属资料 黑色金属 有色金属 碳钢 铸铁 合金钢 。。。 铝、镁合金 铜合金 。。。 碳钢 碳钢指的是含碳量在2.11%以下的铁碳合金，依据含碳量的多少可分为 低碳钢（0.1~0.25%）、中碳钢（0.25~0.6%）和高碳钢（0.6~1.7%）。 几种常用碳钢的化学成分： 化学成分，% 商标 C 25 45 80 0.22~0.29 0.42~0.50 0.77~0.85 Si 0.17~0.37 0.17~0.37 0.17~0.37 Mn 0.50~0.80 0.50~0.80 0.50~0.80 Cr Ni Cu 不大于 S P 0.25 0.25 0.25 0.30 0.30 0.30 0.25 0.25 0.25 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 碳钢 几种常用碳钢力学功能比照： 力学功能 商标 硬度 未热处理≤170HB 热轧钢≤229HB 退火钢≤197HB 调质硬度HRC22~34 未热处理≤285HB 淬火硬度可≥62HRC 抗拉强度 /Mpa ≥450 屈从强度 /Mpa ≥275 伸长率 /% ≥23 断面缩短率 /% ≥55 25 45 ≥600 ≥355 ≥17 ≥40 跟着含碳量的添加，碳钢的硬度和强度添加，塑耐性下降。 80 ≥1080 ≥930 ≥6 ≥30 资料的力学功能是由它的安排结构决议的，碳钢安排结构随化学成分和热处 理准则的不同而不同。 碳钢显微安排比照 08钢×100倍退火安排 45钢×400倍退火安排 安排 硬度/HB T8钢×1000倍退火安排 塑性变形才能/% 铁素体（F） 渗碳体（Fe3C） 60~80 700~800 30~50 极小 T8钢× 7000倍退火安排示意图 160~500 5~20 珠光体（ P） 需求阐明的是珠光体的力学功能随热处理工艺的 不同会有较大的差异。 什么是铁素体、渗碳体和珠光体？为什么力学功能会有如此差异？ α-Fe原子摆放示意图 铁素体就（F）是碳在α-Fe中的空隙固溶体 Fe3C结构示意图 Fe3C是一种金属化合物 珠光体（P）实践便是铁素体（F） 和渗碳体（Fe3Ｃ）的机械混合物。 不同成分碳钢的运用领域 低碳钢强度、硬度较低，但有着较好的塑、耐性，冷成形性杰出，常用于钣 金件。如：轿车车身、电脑主机箱、空调外壳、机械设备的外壳等。 不同成分碳钢的运用领域 中碳钢具有较好的归纳力学功能，在碳钢中运用规模最广，合适制作机械零 部件和作为修建资料运用。 不同成分碳钢的运用领域 高碳钢拥较高的强度和硬度，高的弹性极限和疲劳极限，但焊接功能和冷塑 性变形才能差。 常用于制作对硬度和耐磨性要求较高的锤、撬棍、销等，高碳 钢还曾用于制作钻头、 丝攻、铰刀等切削东西，但因切削功率不高，难以加工 高硬度、高强度资料逐步被其它资料替代。 资料的强度、硬度和塑耐性对切削加工功能有着怎样的影响？ ? 资料的硬度和强度越高，塑性越大，其切削温度越高，刀具越简单磨 损，切削加工性越差。 碳钢的切削加工功能 ? 低碳钢硬度低，塑耐性高，变形大，断屑难，简单粘屑，加工外表粗 糙，加工性较差； ? 中碳钢功能适中，加工性杰出； ? 高碳钢硬度高，塑性低，切削力大，温度高，刀具经用度低，加工性 差。 合金钢 在一般碳素钢基础上添加其它合金元素就构成了合金钢。依据添加合金元素 的多少能够将合金钢分为低合金钢（合金元素总含量≤5%）、中合金钢（5%~10%） 和高合金钢（≥10%）。 几种常用的低合金钢 16Mn（现已归入Q345） 广泛运用于桥梁、车辆、船只、修建、压力容器等。 GB/T1591对Q345A的化学成分的要求如下： C≤0.20%，Mn ≤1.70%，Si≤0.50%，P≤0.035%，S≤0.035%。 在碳钢中参加Mn元素对资料力学功能的影响： 能够大幅进步资料的强度、硬度和耐磨性，对资料的塑、耐性影响较小。 但也会下降资料的焊接性和耐腐蚀性。 含碳量附近的15号钢屈从强度仅略大于225Mpa，而参加Mn元素后资料 的屈从强度超过了345Mpa。 几种常用的低合金钢 40Cr 40Cr钢是机械制作业运用最广泛的钢之一 ，可用于制作轿车转向节、后半轴、齿轮、 曲轴、连杆、机床蜗杆等。 化学成分如下表（与40钢比照）： 商标 40 40Cr 化学成分/% C 0.37~0.44 0.37~0.44 Si 0.17~0.37 0.17~0.37 Mn 0.50~0.80 0.50~0.80 Cr Ni P ≤0.035 ≤0.035 S ≤0.035 ≤0.035 Cu ≤0.25 0.80~1.10 ≤0.30 ≤0.030 ≤0.25 ≤0.030 碳钢中参加Cr元素对资料力学功能的影响： 明显进步强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性，一起下降塑性和耐性。 经过参加Cr元素，屈从强度由40号钢的335Mpa进步到了785Mpa。 几种常用的低合金钢 35CrMo 用于制作接受冲击、弯扭、高载荷的各种机器中的重要零件，如轧钢机人字齿 轮、曲轴、锤杆、连杆、紧固件，汽轮发动机主轴、车轴，发动机传动零件等。 化学成分如下表（与35钢比照）： 商标 C 35 35CrMo 0.37~0.44 0.32~0.40 Si 0.17~0.37 0.17~0.37 Mn 0.50~0.80 0.40~0.70 Cr ≤0.25 0.80~1.10 化学成分/% Mo 0.15~0.25 Ni ≤0.30 ≤0.30 P ≤0.035 ≤0.035 S ≤0.035 ≤0.035 Cu ≤0.25 ≤0.30 碳钢中参加Mo元素对资料力学功能的影响： 能够是资料的晶粒细化，并进步热强性，从而进步资料的运用温度。 35号钢屈从强度315Mpa，35CrMo的屈从强度为835Mpa。 几种常用的低合金钢 20CrMnTi 多用于制作齿轮 化学成分如下表（与20钢比照）： 商标 C 20 20CrMnTi 化学成分/% Si 0.17~0.37 0.17~0.37 Mn 0.35~0.65 0.80~1.10 Cr ≤0.25 1.00~1.30 Ti 0.04~0.10 Ni ≤0.30 ≤0.30 P ≤0.035 ≤0.035 S ≤0.035 ≤0.035 Cu ≤0.25 ≤0.30 0.17~0.23 0.17~0.23 碳钢中参加Ti元素对资料力学功能的影响： 能够细化晶粒，强化晶界，改进焊接性。 20号钢硬度一般≤156HB，而20CrMnTi 的硬度则略小于217HB； 20号钢的屈从强度略大于245Mpa，而20CrMnTi的屈从强度则高达835MPa。 与碳钢比较低合金钢的切削加工功能怎么？ 与碳钢比较，低合金钢经过参加Cr、Mn、Mo、Ti、Ni、Nb、W、V 等合金元素，大幅进步了资料的强度和硬度，而塑、耐性通常会略有下 降。 因而，切削加工性较碳钢要差些。 不锈钢 依据安排的状况不锈钢能够分为铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体 不锈钢、双相不锈钢和沉积硬化不锈钢。 几种常用的不锈钢 304（0Cr18Ni9）【304L(00Cr19Ni10)】 首要用于不锈钢餐具、澡堂厨房用具以及某些对立腐蚀功能要求较高的零件。 首要力学功能见下表： 抗拉强度/MPa 屈从强度/MPa 伸长率/% 断面缩短率/% 硬度/HB ≥ 520 ≥205 ≥40 ≥60 ≤187 从304不锈钢力学功能参数来看，强度和硬度都不算高，有很好的塑、耐性。 屈从强度和硬度比20号钢还略低，抗拉强度也仅仅只是与45号钢适当。 几种常用的不锈钢 但304不锈钢有着很强的加工硬化倾向，这就意味着在进行切削加工时实践切 削力要远大于抗拉强度附近的45号钢，而且这种加工硬化的特性还会加重刀具后 面的磨损。 此外304含Ni量较高，这使得资料的热传导系数较低，因而该种不锈钢的导热 才能较差，因而切削热无法敏捷传导出去，致使刀尖温度过高，影响刀具寿数。 而且304的塑、耐性较好，简单粘刀，不简单断屑，这些特性使得304成为一 种很难加工的资料。 所以为了改进304的切削加工功能，商标为303的不锈钢应运而生。303在304 的基础上参加了少量的S、P，明显的提升了304的切削加工功能。但下降了资料 的抗拉强度和耐腐蚀性，并大幅下降资料的冲击耐性。 几种常用的不锈钢 316（0Cr18Ni12Mo2）【316L（00Cr17Ni14Mo2）】 在304不锈钢的基础上进步了Ni含量，并参加了约2%的Mo，大幅提升了抗氯化 物腐蚀的才能，首要用于食品工业和外科手术器件。 410（1Cr13） 制作抗弱腐蚀介质并接受载荷的零件，如汽轮机叶片、水压机阀、螺栓、螺母 等。 马氏体型不锈钢，淬、回火后抗拉强度≥540MPa，屈从强度≥345MPa，低于 300℃回火硬度能够到达338HBS。 430（1Cr17） 常用于热水罐、供热水体系、卫生用具、家庭用经用用具、自行车飞轮等。 铁素体型不锈钢，抗拉强度≥450MPa，屈从强度≥205MPa，硬度一般≤183HB。 不锈钢的切削加工功能 不同的不锈钢的切削功能有很大的差异： ? 奥氏体不锈钢尽管强度和硬度不高，但加工硬化严峻，导热系数低， 塑、耐性好，不易断屑，切削功能较差。 ? 马氏体型不锈钢一般在淬火、回火状况下运用，淬、回火后强度和硬 度均较高，如果在该状况下进行切削加工则较为困难。但如果在退火 状况下进行加工则切削加工功能和一般的碳钢适当。 ? 铁素体型的切削加工功能均会跟着含碳量的添加而变差，这点与碳钢 很类似。整体而言铁素体不锈钢切削加工功能较好。 铸铁 铸铁是指含碳量大于2.0%的铁碳合金，工业用铸铁一般含碳量为 2%～4%。铸铁中还含有较多的硅（0.6%~3%）、锰、硫、磷等元素。 铸铁按断口色彩能够分为灰口铸铁、白口铸铁。灰口铸铁经球化处理可 取得球墨铸铁，蠕化处理可取得蠕墨铸铁，白口铸铁经退火处理可取得 可锻铸铁。其间灰口铸铁和球墨铸铁运用最为广泛。 灰口铸铁和球墨铸铁有什么区别？ 灰口铸铁显微安排 球墨铸铁显微安排 在电子显微镜 下灰口铸铁中 石墨的形状 在电子显微镜 下球墨铸铁中 石墨的形状 灰口铸铁和球墨铸铁有什么区别？ 特性 石墨存在 方式 资料 灰口铸铁 片状 强度 塑性 耐性 脆性 消振 性 好 首要用途 强度要求不高的零件， 如各类箱体、底座等 强耐性要求高且形状复 杂的零件，如曲轴、连 杆等。 低 差 差 大 球墨铸铁 球状 较高 较好 杰出 较小 略差 需求阐明的是运用铸铁制作的曲轴、连杆，力学功能要比运用锻钢铸造成型的曲 轴要差的得多，仅用于少量抵御、小排量的微车，如五菱N系列的微车，奇瑞QQ等。 铸铁的强度和硬度大致处于什么规模呢？ 商标 HT100 HT250 HT350 QT350 QT500 QT600 QT900 力学功能 硬度 ≤170HBW （铸铁经高频淬火，外表硬度能够到达HRC50~60） 抗拉强度/Mpa ≥100 ≥250 ≥350 ≥350 ≥500 ≥600 ≥900 HBW180~225 HBW220~290 ≤160HBW HBW150~230 HBW190~270 HBW280~360 45 调质硬度HRC20~30 ≥600 铸铁的切削加工功能怎么？ 铸铁中的石墨自身的强度和塑性简直为零，石墨就像金属基体中的 孔洞和裂缝，破坏了基体的连续性，这使得铸铁的强度和硬度都较低， 因而切削力较小，且断屑简单。此外，因为石墨具有光滑效果，对刀具 来说是一种”光滑剂“，能够削减刀具的磨损，从而进步刀具寿数。 和碳钢相同，铸铁的切削加工功能会跟着强度和硬度的进步而下降。 如：HT350的切削加工功能是要比HT100差的。 铝合金及其切削加工功能 铝合金强度和硬度相对较低，导热性好，且铸造铝合金的塑性较低， 因而铝合金对刀具磨损较小，刀刃处温度不高，切削加工功能较好，切 削速度较高。 但铝合金熔点较低，温度升高后塑性增大，简单粘刀，简单影响工 件外表粗糙度。 怎么将不同资料的切削加工功能进行比较？ 以正火状况45号钢的T=60min时的切削速度为基准，写作（V60）j， 然后把其他各种资料的T=60min时的切削速度同它比较，这个比值称为 相对加工性，即： 相对加工性Kr=V60/（V60）j 怎么将不同资料的切削加工功能进行比较？ 加工等级 1 2 简单切削资料 3 4 一般资料 5 稍难切削资料 0.65~1.00 较易切削钢 一般钢及铸铁 1.60~2.50 1.00~1.60 正火30钢（441~549MPa） 45钢、灰铸铁 2Cr13调制（834MPa）、85 钢（883MPa） 称号及品种 很简单切削资料 一般有色金属 易切削钢 相对加工 性Kr ＞3.00 2.50~3.00 典型资料 铜铅合金、铝铜合金、铝镁 合金 退火15Cr（370~441MPa） 6 难切削资料 较难切削资料 0.50~0.65 45Cr调制（1030MPa）、 65Mn调制（932~981MPa） 50CrV调制、1Cr18Ni9Ti、某 些钛合金（α钛合金、β钛合 7 难切削资料 0.15~0.50 谢 谢！